高分六号卫星遥感估算大气细颗粒物方法研究北大核心CSCD

针对目前利用高分六号卫星开展地区高空间分辨率大气细颗粒物监测研究较少的问题,提出了基于高分六号卫星宽幅相机数据的气溶胶光学厚度及大气细颗粒物遥感反演的技术方法,并在京津冀及周边地区开展了应用实验和对比分析。首先,基于改进暗像元法反演了高分六号卫星数据的气溶胶光学厚度;然后,结合地面大气细颗粒物监测数据与多种气象辅助数据,基于随机森林算法,构建了多参量综合的大气细颗粒物估算模型,对京津冀地区的大气细颗粒物浓度进行了估算。研究表明:高分六号气溶胶光学厚度反演结果与地基站点监测结果的相关系数为0.94,反演精度较高;大气细颗粒物估算结果与地基站点监测结果的决定系数达到0.79以上,较好地反映了京津冀地区的大气细颗粒物空间分布。     

GF-1 WFV影像的中小流域洪涝淹没水深监测

针对目前水深监测仍主要依赖Landsat、SPOT等国外遥感卫星的问题,提出采用国产高分一号(GF-1)卫星16m分辨率WFV影像进行洪涝淹没水深监测。通过以中小流域为研究区,采取RS和GIS结合的水深测算方法计算淹没水深:在利用RS影像提取淹没范围的基础上,运用GIS方法由水面高程和地面高程之差计算得出淹没水深的空间分布。结果表明,GF-1卫星作为新兴的国产遥感数据源,凭借空间分辨率高和回访周期短的优势,可帮助摆脱对国外卫星遥感数据的依赖;GF-1卫星WFV影像提取水体精度较高,能广泛应用于中小流域洪涝灾害监测;RS和GIS结合的洪涝淹没水深监测算法简单易行,可快速计算在淹没范围已知情况下的水深。相关结果可为洪涝灾害监测与评估提供信息依据。     

GF-1 WFV 影像的中小流域洪涝淹没水深监测

针对目前水深监测仍主要依赖Landsat、SPOT等国外遥感卫星的问题,提出采用国产高分一号(GF-1)卫星16 m分辨率WFV影像进行洪涝淹没水深监测。通过以中小流域为研究区,采取RS和GIS结合的水深测算方法计算淹没水深：在利用RS影像提取淹没范围的基础上,运用GIS方法由水面高程和地面高程之差计算得出淹没水深的空间分布。结果表明,GF-1卫星作为新兴的国产遥感数据源,凭借空间分辨率高和回访周期短的优势,可帮助摆脱对国外卫星遥感数据的依赖;GF-1卫星WFV 影像提取水体精度较高,能广泛应用于中小流域洪,涝灾害监测;RS和GIS结合的洪涝淹没水深监测算法简单易行,可快速计算在淹没范围已知情况下的水深。相关结果可为洪涝灾害监测与评估提供信息依据。     

遥感技术在我国滑坡研究中的应用综述

中国滑坡遥感研究与应用已有30多年的发展历史,作为滑坡调查的主要手段在大型工程建设中的滑坡灾害调查及危险性评价中发挥了重要作用。从4方面阐述了遥感技术在我国滑坡研究中的应用：① 区域滑坡灾害遥感调查;② 大型单体滑坡遥感调查;③ 滑坡灾害遥感监测;④ 遥感应用于滑坡风险评估。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,遥感技术已成为滑坡灾害调查、动态监测与预警、灾情实时调查与损失评估等工作中不可缺少的重要手段之一。     

基于多特征面向对象区域滑坡现象识别

高空间分辨率卫星遥感数据的发展为滑坡灾害数据获取和更新提供了新的途径。以西北黄土高原为研究区,提出了一种基于多特征面向对象区域滑坡现象的识别方法,基于单期高空间分辨率遥感数据,利用集合和特征组合进行区域滑坡现象识别,实验结果表明:该方法是识别滑坡现象有效的技术方法之一,对开展滑坡监测、影像理解和地学分析具有重要的研究意义。     

天津市扬尘污染源中高分辨率遥感监测

针对目前城市扬尘污染源以人工实地调查的方式不够系统全面的问题,提出以中分辨率卫星数据与高分辨率卫星数据相结合的方式开展城市扬尘污染源监测。以天津市扬尘源遥感监测为例开展技术方法研究,通过中分辨率卫星数据光谱运算可以很好地进行裸土指数计算,高分辨率卫星数据则可以具体识别扬尘堆场及分布,并综合计算扬尘指数。结果表明,中高分辨率遥感数据可准确全面监测区域扬尘污染源分布,为扬尘源的空间管理与调控提供信息支撑。     

缅甸蒙育瓦铜矿生态环境和社会经济影响遥感监测

矿产资源的持续开发会对当地生态环境产生一定破坏。为贯彻绿色矿山理念,及时修复采矿对生态环境的影响,需要对矿区的生态环境状况进行监测分析。遥感技术是矿区生态环境监测较为有效的手段之一。文章利用Landsat系列卫星影像、高分遥感影像和夜间灯光遥感影像,对缅甸蒙育瓦铜矿不同开发时期的生态环境状况和社会经济状况进行遥感监测分析。结果表明,矿区的开发建设虽然对周边的生态环境造成了一定程度的破坏,但是由于生态风险防范得当,对周边生态环境造成的损失较小。矿区及周边水体面积变化不大,工业水体主要集中在矿区,没有对周边水域造成污染。期间灯光指数出现较大增长,由矿区和城市向周边乡村地区延伸。与外国公司开采时期相比,中国公司2011—2018年在矿区生态环境保护方面和经济发展方面取得了更好的成效。     

基于形态学阴影指数的高分二号影像建筑物高度估计

高分二号卫星是我国自主研发的高分辨率对地观测卫星,分辨率达到亚米级。利用高分二号卫星遥感影像,结合数学形态学和面向对象分类的思想进行城市建筑物高度估计。首先,利用多尺度分割将影像分割成对象;进而结合光谱、形状、形态学阴影指数(MSI)等特征面向对象进行分类,相对准确提取出建筑物的阴影并计算阴影的长度;最后,结合影像成像时的卫星、太阳和建筑物的几何关系模型进行建筑物高度估计,并利用实地测量数据进行精度评价和误差分析。结果显示,90%的估计结果绝对误差小于1m,说明该方法可以有效地从高分二号影像中提取建筑物高度,展现了国产高分辨率遥感影像提取城市建筑物信息的巨大潜能。     

全国饮用水水源地遥感监测技术与系统

针对传统水源地监测存在的成本高、周期长、监管难度大等缺陷,本研究面向具有高空间分辨率的高分1号卫星影像,结合遥感监测、组件式GIS等原理与技术设计并实现全国饮用水水源地遥感监测系统,实现水源地属性、矢量、影像、高程数据一体化管理,提供联动查询、异常区域标绘、DEM导出等辅助监测分析,以及水源地遥感影像库构建与更新和专题制图等功能。遥感监测系统各功能测试结果表明,系统满足水资源管理部门对饮用水水源地信息一体化管理与辅助监测分析的需求,有助于建立更为完善的饮用水水源地监测网络,提高水源地监测效率,为水源地保护区的设立和划分提供科学依据。     

高分3号卫星影像在黄河洪水监测中的应用

高分3号卫星是我国首颗C频段多极化高分辨率合成孔径雷达卫星,尝试利用高分3号卫星对黄河2017年第1号洪水开展遥感监测工作,获取7月28日18时42分和29日6时52分的黄河小北干流河段遥感影像。经过影像处理和遥感解译,高分3号卫星影像清晰,层次分明,对河流水体、沙洲,以及河道整治工程、桥梁等反映明显,能够较好地识别洪水淹没范围信息。应用表明,高分3号卫星具有良好的编程成像能力,可以全天候、全天时获取洪水遥感影像,在洪涝灾害监测和防灾减灾领域具有较大应用潜力。     

高分辨率遥感影像道路提取

针对实际应用中高分辨率遥感影像道路提取自动化程度低的现状,提出了一种半自动的高分辨率遥感影像道路提取方法。方法采用数据预处理、尺度分割、分类以及形态优化的工作流程,对高分一号遥感影像进行道路半自动提取。数据预处理利用NDWI、DNVI获得道路潜在区域,边缘增强突出道路边缘信息;采用多尺度分割切割道路潜在区域,尺度对比法获得道路最优分割尺度;主要依据道路的光谱特征、形状特征制定分类规则集进行分类;运用形态学开启运算、闭合运算优化道路形态。实验结果表明:在样本区域内提取精度达到90%,整景影像提取精度达到80%,且可推广到具有陕北地区地貌特征的高分一号影像道路快速提取应用中。     

FY-3/VIRR资料积雪多阈值综合判识方法研究

利用卫星遥感监测积雪分布相比地面观测具有明显优势,目前基于FY-3卫星数据在积雪监测方面的研究较少。借鉴现有积雪卫星遥感监测算法,研究出适用于FY-3/VIRR资料的积雪判识方法,利用归一化积雪指数和多波段综合阈值实现积雪判识,提取积雪信息生成区域二值化积雪分布图。通过实例分析验证算法有效可行,并与MODIS积雪产品MOD10及其L1B数据NDSI判识结果进行对比,说明算法判识结果良好。研究表明,FY-3卫星数据可作为积雪遥测的可靠资料来源,可延用于积雪监测与灾害预警业务系统中,促进国产卫星数据的应用与推广。     

一种单时相高分辨率遥感影像时空融合算法

受制于传感器本身材料及卫星轨道参数,空间分辨率和时间分辨率是卫星遥感传感器固有的性能指标且难以兼备,使得高空间分辨率卫星的多时相数据合成问题至今仍是制约其广泛应用的关键问题之一。由于可有效综合空间-光谱-时间维的影像信息,多源遥感影像时空融合技术在近十年间得到迅速发展并已成为解决多时相数据合成问题的有力手段,其中基于学习的时空融合策略在合成精度上具有显著优势且应用潜力较高,但因其对字典训练过程的依赖程度较高而在融合过程中存在一定的不确定性。为提高基于学习的时空融合策略的预测精度、运算效率及鲁棒性,通过综合基于辐射归化的大气校正方法、基于误差约束的数据标准化转换机制、自适应多层递进融合策略以及高效的稀疏求解函数库,设计了一种适用于单时相高分辨率遥感影像的时空融合框架,并以国产高分二号卫星与Landsat-8卫星遥感影像为实验数据对该方法进行充分的对比性分析。实验结果表明,该融合框架不仅提升了运算效率,还在影像保真度、纹理特征描述以及光谱一致性等方面比当前的单数据对融合方法具有更好的重构质量。     

高分三号卫星影像在黄河洪水监测中的应用

高分三号（GF-3）卫星是我国首颗C频段多极化高分辨率合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）卫星,尝试利用高分三号（GF-3）卫星对黄河2017年第1号洪水开展遥感监测工作,获取了7月28日18时42分和7月29日6时52分的黄河小北干流河段遥感影像。经过影像处理和遥感解译,高分三号（GF-3）卫星影像清晰,层次分明,对河流水体、沙洲、以及河道整治工程、桥梁等反映明显,能够较好地识别洪水淹没范围信息。应用表明,高分三号（GF-3）卫星具有良好的编程成像能力,可以全天候全天时获取洪水遥感影像,在洪涝灾害监测和防灾减灾领域具有较大应用潜力。     

基于国产小卫星遥感数据的矿区土地覆盖与景观格局变化研究

采用北京一号小卫星和环境与灾害监测预报小卫星遥感数据,对徐州西矿区2008年～2009年土地利用/覆盖及景观格局变化进行分析。通过对4种分类方法的比较,选择精度最高的决策树分类图进行分析。试验表明:采矿活动导致徐州西矿区植被面积下降明显,大部分转为建筑用地;同时,矿区土地复垦使塌陷积水面积减少;区域景观破碎化程度有所下降,斑块的形状趋于规则化,景观多样性减小。评价变化检测精度,结果表明:国产小卫星遥感数据能有效地应用于矿区土地利用/覆盖及景观格局变化监测。     

高分一号卫星4种融合方法评价

以国产高分辨率卫星高分一号作为数据源,应用Pansharp融合、HPF融合、Gram-Schmidt融合和SFIM融合4种方法对高分一号卫星2m全色及8m多光谱数据进行了融合试验,并对融合结果的空间信息融入度和光谱保真度进行了评价。选取标准差、熵及联合熵、平均梯度、相对偏差4种客观评价指标对融合结果进行了计算与分析。研究结果表明:对于高分一号卫星,4种方法均显著提高了影像的空间分辨率,同时较好地保留了影像的光谱信息,提高了影像的利用率。其中Pansharp融合综合表现最好,HPF方法边界最为清晰,SFIM方法的光谱保真度最高,GramSchmidt融合在近红外波段效果最好。根据不同的研究目的,使用适宜的融合方法及参数,可以使高分一号卫星影像更好地为生产及科研工作服务。     

风云三号卫星监测海洋浒苔、赤潮和溢油

风云卫星对海洋环境灾害（浒苔、赤潮和溢油）的定量遥感监测业务能力需要提升。利用风云三号D星中分辨率光谱成像仪MERSI-II资料以及部分高分卫星数据，探索解决大气校正和云检测两个技术难点问题的方法，分别依据浒苔、赤潮和溢油的光谱特征，建立相关的遥感监测算法，实现对海洋浒苔、赤潮和溢油的判识，并在相应个例中取得较好的监测效果。     

太浦河水面和岸线利用遥感监测分析研究

以太浦河为研究对象,利用2014年国产高分一号卫星2 m全色/8 m多光谱影像,结合地理信息技术(GIS)技术,对太浦河流域面积和长度及离岸200 m区域内土地资源利用现状进行遥感监测,得到太浦河总流域面积、长度,分析得出流域内城镇村及工矿用地面积较大,农业结构多元化,且分布较均衡。研究结果表明,遥感监测能准确、全面地监测河道及两岸的土地开发利用情况及空间分布状况,是进行大范围、周期性水面和岸线利用监测的理想数据源,具有很大的应用潜力。     

面向对象滑坡信息提取中DEM空间分辨率影响分析

数字高程模型(DEM)是识别滑坡的重要特征,而在实际应用中通常难以获取研究区的高分辨率DEM数据。为分析DEM分辨率对滑坡提取的影响并确定满足应用的分辨率要求,将原始10 m分辨率DEM重采样为空间分辨率不同的15、20、30、50、75与100 m,采用DEM及其衍生数据辅助高分遥感影像的面向对象滑坡信息提取方法进行实验。实验结果表明:当DEM分辨率小于30 m时,对面积大于5 000 m²的滑坡能得到较好的识别和分类;大于30 m时虽难以区分出滑坡类型,但通过调整部分规则参数仍能实现对滑坡的监测。该研究对于准确提取滑坡信息所需DEM产品的选择具有一定的指导意义和参考价值。     

高分一号卫星数据遥感地质解译

针对境外地质矿产调查工作中基础地质资料难以获取的难点,开展了高分一号卫星(GF-1)在境外地质矿产信息提取中的应用研究。在综合前人研究成果及野外验证的基础上,通过各类地质体的影像特征分析,建立了塔吉克斯坦南部地区主要沉积岩、变质岩和侵入岩以及断裂构造、节理、褶皱构造、矿化蚀变带等的遥感解译标志。并于区内西南部新发现一处矿化蚀变带,带内具较强烈的褐铁矿化、高岭土化、角岩化等,且断层交汇处的矿化更加强烈,远离断层则矿化逐渐减弱。研究结果表明,GF-1卫星数据的融合图像(空间分辨率为2m)能够进一步识别各类岩性及矿化蚀变带、节理、断裂、岩脉等,充分展示出我国国产卫星数据在地质矿产勘查领域可以取得很好的应用效果。